Vue計算屬性

1、提到計算屬性，我們馬上就會想到它的一個特性：緩存，Vue 文檔也如是說：

計算屬性是基於它們的響應式依賴進行緩存的/

2。很榮幸給大家分享，我是一名08年出道的前端高級老鳥，大家如果想跟我交流學習經驗，可以進我的扣扣裙 519293536 有問題我都會儘力幫大家，喜歡中高級問題，小白勿進哦
接下來正題：
   那麼計算屬性如何緩存的呢？計算屬性的觀察者是如何進行依賴收集的呢，接下來深入原理看一下。
    本文需要對基礎的響應式原理和幾個關鍵角色 Observer、Dep、Watcher 等有一定的瞭解，可參考 Observer、Dep、Watcher 傻傻搞不清楚

以一個簡單的例子開始：

<div id="app">
    <h2>{{ this.text }}</h2>
    <button @click="changeName">Change name</button>
</div>

const vm = new Vue({
    el: '#app',
    data() {
        return {
            name: 'xiaoming',
        }
    },
    computed: {
        text() {
            return `Hello, ${this.name}!`
        }
    },
    methods: {
        changeName() {
            this.name = 'onlyil'
        },
    },
})
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初始展示 Hello, xiaoming!，點擊按鈕後展示 Hello, onlyil!

Vue 初始化

還是從 vue 初始化看起，從 new Vue() 開始，構造函數會執行 this._init，在 _init 中會進行合併配置、初始化生命周期、事件、渲染等，最後執行 vm.$mount 進行掛載。

// src/core/instance/index.js
function Vue (options) {
    // ...
    this._init(options)
}

// src/core/instance/init.js
Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    // 合併選項
    // ...
    // 一系列初始化
    // ...
    initState(vm)
    // ...
    
    // 掛載
    if (vm.$options.el) {
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
}
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計算屬性的初始化就在 initState 中：

// src/core/instance/state.js
export function initState (vm: Component) {
    const opts = vm.$options
    // ...
    // 初始化 computed
    if (opts.computed) initComputed(vm, opts.computed)
    // ...
}
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computed 初始化

看一下 initComputed ：

function initComputed(vm, computed) {
    const watchers = vm._computedWatchers = Object.create(null)
    // 遍歷 computed 選項，依次進行定義
    for (const key in computed) {
        const getter = computed[key]

        // 為計算屬性創建內部 watcher
        watchers[key] = new Watcher(
            vm,
            getter || noop, // 計算屬性 text 函數
            noop,
            computedWatcherOptions // { lazy: true } ，指定 lazy 屬性，表示要實例化 computedWatcher
        )

        // 為計算屬性定義 getter
        defineComputed(vm, key, userDef)
    }
}
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1. 定義 _computedWatchers

首先定義一個 watchers 空對象，同時掛在 vm._computedWatchers 上，用來存放該 vm 實例的所有 computedWatcher。

2. 實例化 computedWatcher

遍歷 computed 選項並實例化 watcher，參數中的 getter 就是上邊示例中計算屬性 text 對應的函數：

function () {
    return `Hello, ${this.name}!`
}
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參數中的 computedWatcherOptions 為 { lazy: true } ，指定 lazy 屬性，表示要實例化的是 computedWatcher。

實例化 computedWatcher ：

class Watcher {
    constructor(vm, expOrFn, cb, options) {
        // options 為 { lazy: true }
        if (options) {
            // ...
            this.lazy = !!options.lazy
            // ...
        }
        this.dirty = this.lazy // for lazy watchers, 初始 dirty 為 true

        this.getter = expOrFn

        // lazy 為 true，不進行求值，直接返回 undefined
        this.value = this.lazy
            ? undefined
            : this.get()
    }
}
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執行構造函數時指定 lazy dirty 為 true，最後執行 watcher.value = undefined 並未執行 get 方法進行求值。什麼時候求值呢？後面就知道了。

回到上邊，為計算屬性創建內部 watcher 之後的 watchers 對象是這樣的：

{
    text: Watcher {
        lazy: true,
        dirty: true,
        deps: [],
        getter: function () {
            return `Hello, ${this.name}!`
        },
        value: undefined, // 直接賦值為 undefined ，
    }
}
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3. 定義計算屬性的 getter

看一下 defineComputed 做了什麼：

function defineComputed(target, key, userDef) {
    Object.defineProperty(target, key, {
        get: function () {
            const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]
            if (watcher) {
                if (watcher.dirty) {
                    watcher.evaluate()
                }
                if (Dep.target) {
                    watcher.depend()
                }
                return watcher.value
            }
        }
    })
}
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有沒有很熟悉，在定義響應式數據的 defineReactive 方法中也使用了 Object.defineProperty 方法來定義訪問器屬性。這裡在該 vm 實例上定義了 text 屬性，每當訪問到 this.text 時就會執行對應的 getter ，函數做了什麼暫時可以不看。那什麼時候會讀取到 this.text 呢？答案在下邊。

總結一下 computed 初始化過程：

• 定義 vm._computedWatchers 用來存放該 vm 實例的所有 computedWatcher
• 遍歷 computed 選項並實例化 watcher，不求值，直接將 watcher.value = undefined
• 通過 defineComputed 定義計算屬性的 getter ，等待後邊讀取時觸發

首次渲染

初始化完成後，會進入 mount 階段，在執行 render 生成 vnode 時會讀取到計算屬性 text ，本文示例的 render 函數是這樣：

function render() {
    var h = arguments[0];
    return h("div", [
        h("h2", [this.text]), // 這裡讀取了計算屬性 text
        h("button", {
            "on": {
                "click": this.changeName
            }
        }, ["changeName"]),
    ]);
}
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1. 觸發計算屬性的 getter

這時會觸發計算屬性的 getter ，也就是上邊定義的訪問器屬性：

get: function () {
    const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]
    if (watcher) {
        // 此時 dirty 為 true ，進行求值
        if (watcher.dirty) {
            // 求值，對 data 進行依賴收集，使 computedWatcher 訂閱 data
            // 這裡的 data 就是 "this.name"
            watcher.evaluate()
        }
        if (Dep.target) {
            watcher.depend()
        }
        return watcher.value
    }
}
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2. 求值 watcher.evaluate()

取出 vm._computedWatchers 中對應的 watcher ，此時 watcher.dirty 為 true，執行 watcher.evaluate() 。

// watcher.evaluate
evaluate() {
    this.value = this.get()
    this.dirty = false
}
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這個函數做了兩件事：

• 執行 get 進行求值，這裡就解答了上面何時求值的問題；
• 將 dirty 置為 false 。

先看求值：

// watcher.get
get() {
    pushTarget(this) // Dep.target 置為當前 computedWatcher
    let value
    const vm = this.vm
    try {
        // 觸發響應數據的依賴收集
        value = this.getter.call(vm, vm)
    } catch (e) {
        // ...
    } finally {
        popTarget() // Dep.target 重新置為渲染 watcher
    }
    return value
}
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這裡需要知道一個前置內容，全局的 Dep.target 存的是當前正在求值的 watcher，它是用一個棧 targetStack 來維護的。當前是在渲染過程中，所以此時棧是這樣：[ 渲染watcher ]。

function pushTarget(target: ?Watcher) {
    targetStack.push(target)
    Dep.target = target
}
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首先 pushTarget(this) ， Dep.target 成為當前 computedWatcher，此時棧是這樣的：[ 渲染watcher, computedWatcher ]。

然後執行 getter 觸發響應數據的依賴收集。再回顧一下 getter ：

function () {
    return `Hello, ${this.name}!`
}
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很顯然執行這個函數會讀取 this.name ，name 的 dep 就會收集當前 computedWatcher ，當前 computedWatcher 就會訂閱 name 的變化（這裡不做詳細介紹，參考響應式原理的依賴收集）。

收集完成後執行 popTarget() ，Dep.target 重新成為渲染 watcher ，此時的棧是這樣：[ 渲染watcher ]。

然後返回計算得出的值，再將 dirty 置為 false 。此時 name 的 dep 是這樣的：

{
    id: 3,
    subs: [ computedWatcher ], // 收集了 computedWatcher
}
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computedWatcher 是這樣的：

{
    dirty: false, // 求值完成，dirty 置為 false
    deps: [ name 的 dep ], // 訂閱了 name
    value: "Hello, xiaoming!",
}
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3. watcher.depend()

此時計算屬性的 get 訪問執行到了這裡：

get: function () {
    const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]
    if (watcher) {
        // 求值...
        // 執行到了這裡
        if (Dep.target) {
            watcher.depend()
        }
        return watcher.value
    }
}
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此時 Dep.target 是渲染 watcher ，所以會執行 watcher.depend() 。

// watcher.depend
depend() {
    let i = this.deps.length
    while (i--) {
        this.deps[i].depend()
    }
}
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可以看到將 computedWatcher 訂閱的 deps 依次執行 dep.depend ，熟悉響應式原理的應該馬上就知道了，這是在對這些 dep 的響應式數據進行依賴收集，也就是對示例中的 name 進行依賴收集，收集的是誰呢？上面提到此時的 Dep.target 是渲染 watcher ，那麼總結下來，這一步做的是：

讓 computedWatcher 訂閱的響應式數據收集渲染 watcher

這一步操作之後 name 的 dep 是這樣的：

{
    id: 3,
    subs: [ computedWatcher, 渲染 watcher ], // 收集了渲染 watcher
}
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最後，返回 watcher.value ，get 訪問結束，render 函數繼續往下走，之後渲染出最終頁面。

觸發更新

當點擊按鈕時，執行 this.name = 'onlyil' ，會觸發 name 的訪問器屬性 set ，執行 dep.notify() ，依次觸發它所收集的 watcher 的更新邏輯，也就是 [ computedWatcher, 渲染 watcher ] 的 update 。

1. 觸發 computedWatcher 更新

// watcher.update
update() {
    // computedWatcher 的 lazy 為 true
    if (this.lazy) {
        this.dirty = true
    }
    // ...
}
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只做了一件事，就是將 dirty 置為 true，表示該計算屬性“臟”了，需要重新計算，什麼時候重新求值呢，往下看。

2. 觸發渲染 watcher 更新

// watcher.update
update() {
    // ...
    // 
    queueWatcher(this)
}
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這裡就是加入非同步更新隊列，最終又會執行到 render 函數來生成 vnode ，同首次渲染一樣，在 render 過程中又會讀取到計算屬性 text ，再次觸發它的 getter ：

get: function () {
    const watcher = this._computedWatchers && this._computedWatchers[key]
    if (watcher) {
        // 此時 dirty 為 true ，"臟"了
        if (watcher.dirty) {
            // 重新求值
            watcher.evaluate()
        }
        // ...
        return watcher.value
    }
}
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重新求值也就會重新執行我們在 computed 選項定義的函數，頁面就展示了新值 Hello, onlyil!

function () {
    return `Hello, ${this.name}!`
}
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至此，更新結束。

如何緩存

通過上邊的過程分析，可以做出如下總結：

• 首次渲染時實例化 computedWatcher 並定義屬性 dirty: false ，在 render 過程中求值併進行依賴收集；
• 當 computedWatcher 訂閱的響應式數據也就是 name 改變時，觸發 computedWatcher 的更新，修改 dirty: true ；
• render 函數執行時讀取計算屬性 text ，發現 dirty 為 true ，重新求值，頁面視圖更新。

可以發現一個關鍵點，computedWatcher 的更新只做了一件事：修改 dirty: true ，求值操作始終都在 render 過程中。

現在我們修改示例，新增一個數據 count 和方法 add ：

<div id="app">
    <h2>{{ this.text }}</h2>
    <h2>{{ this.count }}</h2>
    <button @click="changeName">Change name</button>
    <button @click="add">Add</button>
</div>

const vm = new Vue({
    el: '#app',
    data() {
        return {
            name: 'xiaoming',
			count: 0,
        }
    },
    computed: {
        text() {
            return `Hello, ${this.name}!`
        }
    },
    methods: {
        changeName() {
            this.name = 'onlyil'
        },
		add() {
            this.count += 1
        },
    },
})
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點擊 Add 按鈕 count 會發生改變，那麼在重渲染時 computedWatcher 會重新求值嗎？

答案是不會，緩存的關鍵就在於此。回頭再看下文章開頭引用 Vue 文檔里一句話：

計算屬性是基於它們的響應式依賴進行緩存的

結合上邊的分析是不是恍然大悟，計算屬性 text 的 getter 函數並沒有讀取 count ，所以它的 computedWatcher 不會訂閱 count 的變化，即 count 的 dep 也不會收集該 computedWatcher 。

所以當 count 改變時，不會觸發 computedWatcher 的更新，dirty 仍為 false ，說明這個計算屬性不“臟”。那在之後的 render 過程中讀取到計算屬性 text 時就不會重新求值，這樣就起到了緩存的效果。

後記

1、我是一名08年出道的前端高級老鳥，大家如果想跟我交流學習經驗，可以進我的扣扣裙 519293536 有問題我都會儘力幫大家，喜歡中高級問題，小白勿進哦

2、整個過程下來腦子還是有點吃力的，但多來幾遍就會逐漸理解 computed 實現的巧妙之處。其實緩存的原理很簡單，就是一個標誌位而已～